圖示是「單質子酸monoprotic acids」和它們的平衡常數Ka值。特別留意表中沒有列舉出強酸。像HCl這樣的強酸分子被放到水中,解離的平衡位置會如何呢?
化學原理啟迪163
表7.2 常見的單質子酸的Ka值
公式 | 名稱 | Ka值 |
HSO4- | 硫酸氫根離子 | 1.2×10-2 |
HClO2 | 亞氯酸 | 1.2×10-2 |
HC2H2ClO2 | 單氯醋酸 | 1.35×10-3 |
HF | 氫氟酸 | 7.2×10-4 |
HNO2 | 亞硝酸 | 4.0×10-4 |
HC2H3O2 | 醋酸 | 1.8×10-5 |
[Al(H2O)6]3+ | 水基鋁離子(Ⅲ) | 1.4×10-5 |
HOCl | 次氯酸 | 3.5×10-8 |
HCN | 氫氰酸 | 6.2×10-10 |
NH4+ | 銨離子 | 5.6×10-10 |
HOC6H5 | 酚 | 1.6×10-10 |
上表是「單質子酸monoprotic acids」和它們的平衡常數Ka值。(酸性強度由下而上增強)特別留意表中沒有列舉出強酸。
1. 像HCl這樣的強酸分子被放到水中,解離的平衡位置會如何呢?
HCl(aq)←→H+(aq)+Cl-(aq)
2. 由於平衡位置大幅地移往右邊,所以,原本HCl的濃度幾乎測不出來。這種情況讓我們幾乎無法精確地計算出Ka值;Ka=[H+][Cl-]/[HCl] 分母[HCl]數值非常小而且不確定。
3. 【例題7.1】利用單質子酸的酸性強度表,判斷這些鹼的強度,並根據鹼性強度來排列:H2O、F-、Cl-、NO2和CN-。
4. 【解題】還記得前面的課文說,「水」的鹼性,跟「強酸的共軛鹼」相比是更強的鹼,但是跟「弱酸的共軛鹼」相比是更弱的鹼。這個規則可達到下列的順序:
Cl-<H2O<弱酸的共軛鹼
弱鹼——→強鹼
5. 其餘共軛鹼的鹼性強度大小,依據一個原則:酸的強度與它共軛鹼的強度相反(酸的強度愈強,共軛鹼的鹼性愈弱,酸的強度愈弱,共軛鹼的鹼性愈強)。依照表的順序
HF的Ka>HNO2的Ka>HCN的Ka
6. 所以,這些酸的共軛鹼,鹼性強度順序應該是
F-<NO2-<CN-
7. 把以上判斷出來的順序整合起來,得到鹼性強弱順序
Cl-<H2O<F-<NO2-<CN-
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
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